锌合金压铸件起泡缺陷分析

锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面，如家具配件、建筑装饰、浴室配件、灯饰零件、玩具、领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等，因而对铸件表面质量要求高，并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。

        缺陷表征：

　    压铸件表面有突起小泡。

        压铸出来就发现。

        抛光或加工后显露出来。

        喷油或电镀后出现。

        产生原因：

　    1.孔洞引起：

　    主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。

        （1）气孔产生原因：

　    a 金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞。

        b 涂料挥发出来的气体侵入。

        c 合金液含气量过高，凝固时析出。

        当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体，在模具排气不良时，最终留在铸件中形成的气孔。

        （2）缩孔产生原因：

　     a 金属液凝固过程中，由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩，而产生缩孔。

        b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某一部位凝固慢，体积收缩时表面形成凹位。

        由于气孔和缩孔的存在，使压铸件在进行表面处理时，孔洞可能会进入水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔洞内气体受热膨胀；或孔洞内水会变蒸气，体积膨胀，因而导致铸件表面起泡。

        2.晶间腐蚀引起：

        锌合金成分中有害杂质：铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。

        3.裂纹引起：水纹、冷隔纹、热裂纹。

        水纹、冷隔纹：金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷.水纹一般是在铸件表面浅层；而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。

        热裂纹：

　    a 当铸件厚薄不均，凝固过程产生应力；

        b 过早顶出，金属强度不够；

        c 顶出时受力不均

        d 过高的模温使晶粒粗大；

        e 有害杂质存在。

        以上因素都有可能产生裂纹。

        当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶液会渗入到裂纹中，在烘烤时转化为蒸气，气压顶起电镀层形成起泡。

        解决缺陷方案：控制气孔产生，关键是减少混入铸件内的气体量，理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流，采用锥形流道设计，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。在充填系统中，混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液流出现湍流而卷气，平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽，排出模外。

        对于缩孔：要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热，同时凝固。可通过合理的水口设计，内浇口厚度及位置，模具设计，模温控制及冷却，来避免缩孔产生。

        对于晶间腐蚀现象：主要是控制合金原料中有害杂质含量，特别是铅<0.003％。注意废料带来的杂质元素。

        对于水纹、冷隔纹，可提高模具温度，加大内浇口速度，或在冷隔区加大溢流槽，来减少冷隔纹的出现。

        对于热裂纹：压铸件厚薄不要急剧变化以减少应力产生；相关的压铸工艺参数作调整；降低模温。

一 氧化夹渣

        缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现

        产生原因：

        1．炉料不清洁，回炉料使用量过多

        2．浇注系统设计不良

        3．合金液中的熔渣未清除干净

        4．浇注操作不当，带入夹渣

        5．.精炼变质处理后静置时间不够

        防止方法：

        1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低

        2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力

        3.采用适当的熔剂去渣

        4．浇注时应当平稳并应注意挡渣

        5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间

        二 气孔 气泡

        缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色

        产生原因：

        1．浇注合金不平稳，卷入气体

        2．型（芯）砂中混入有机杂质（如煤屑、草根 马粪等）

        3．铸型和砂芯通气不良

        4．冷铁表面有缩孔

        5．浇注系统设计不良

        防止方法 ：

        1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。

        2．型（芯）砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量

        3．改善（芯）砂的排气能力

        4．正确选用及处理冷铁

        5．改进浇注系统设计

        三 缩松

        缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现

        产生原因：

        1．冒口补缩作用差

        2．炉料含气量太多

        3．内浇道附近过热

        4．砂型水分过多，砂芯未烘干

        5．合金晶粒粗大

        6．铸件在铸型中的位置不当

        7．浇注温度过高，浇注速度太快

        防止方法：

        1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计

        2．炉料应清洁无腐蚀

        3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用

        4．控制型砂水分，和砂芯干燥

        5．采取细化品粒的措施

        6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度

        四 裂纹

        缺陷特征 ：

        1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现

        2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生

        产生原因：

        1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊

        2．砂型（芯）退让性不良

        3．铸型局部过热

        4．浇注温度过高

        5．自铸型中取出铸件过早

        6．热处理过热或过烧，冷却速度过激

        防止方法：

        1．改进铸件结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡

        2．采取增大砂型（芯）退让性的措施

        3．保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，进浇注系统设计

        4．适当降低浇注温度

        5．控制铸型冷却出型时间。

        6．铸件变形时采用热校正法。

        7．正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度。

如何用金相法验证锌合金过烧缺陷？